CN105016118B - 一种同步接纸机的张力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步接纸机的张力控制方法，包括步骤A：根据实时采集切纸刀动作信号来判断切纸动作是否发生，当发生时执行步骤B，未发生时执行步骤C；步骤B：控制张力检测控制结构输出预设值，气动制动器根据预设值输出相应制动扭矩；当预设值输出到达预设时间时，执行步骤C；步骤C：控制张力检测控制结构实时采集张力信号与设定值进行比较，根据比较结果控制张力控制器生成相应的输出值，气动制动器根据输出值输出相应制动扭矩；返回步骤A；本发明可应用于同步接纸机技术领域，应用本发明能够在输送过程中，实现新纸卷的张力快速稳定。

Description

一种同步接纸机的张力控制方法

技术领域

本发明涉及同步接纸机技术领域，尤其是一种同步接纸机的张力控制方法。

背景技术

目前，越来越多的纺织、造纸技术领域中应用到了高速自动接纸设备；其中，高速自动接纸就是整个接纸过程都是在纸带高速运动的情况下自动完成的；要求旧纸卷用完时，能够实现自动准确无误地将新旧纸卷的纸带粘贴在一起，并及时将旧纸卷纸带切断，新纸卷的纸带及时供给印刷使用。因高速自动接纸过程中纸带并不停止运动，使得其具有较高的工作效率。

然而，现有技术中的接纸机并没有一个专门的输送纸的张力控制方法，具体包括正常输送过程中的张力控制以及接纸操作过程中的张力控制；其中，现有技术中存在的弊端主要体现在：正常输送过程中的张力得不到有效控制，使得正常输送过程中，纸张的张力并不能稳定在一定数值范围内，张力过大容易造成纸张拉断，张力过小容易造成纸张褶皱，张力过大或者过小均对后续的工序有着重要的影响；接纸操作过程中的张力得不到有效控制，使得接纸操作完成瞬间，纸张的张力瞬间下降，等到张力瞬间下降后再进行张力调整，则又需要一定的调整时间周期，张力的瞬间变化对后续的工序有着重要的影响。

因此，现有技术中的接纸机急需一个专门针对输送纸的张力控制方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种同步接纸机的张力控制方法，能够在输送过程中，能够通过根据实时张力值比较生成相应的输出值，气动制动器根据所述输出值输出相应制动扭矩，以实现输送过程中纸卷的张力稳定；能够在接纸操作过程中，通过控制张力检测控制结构输出预设值，同时气动制动器能够根据所述预设值输出相应制动扭矩，以实现新纸卷的张力快速稳定。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种同步接纸机的张力控制方法，包括如下步骤：

步骤A：根据实时采集切纸刀动作信号来判断切纸动作是否发生，当发生时执行步骤B，未发生时执行步骤C；

步骤B：控制张力检测控制结构输出预设值，气动制动器根据所述预设值输出相应制动扭矩；当预设值输出到达预设时间时，执行步骤C；

步骤C：控制张力检测控制结构实时采集张力信号与设定值进行比较，根据比较结果控制张力控制器生成相应的输出值，气动制动器根据所述输出值输出相应制动扭矩；返回步骤A。

上述同步接纸机的张力控制方法还可具有如下特点，

步骤B还包括：当切纸刀发生切断动作时，所述气动制动器将制动气压由旧纸卷切换至新纸卷。

上述同步接纸机的张力控制方法还可具有如下特点，

步骤C中的张力检测控制结构实时采集张力信号与设定值进行比较，具体为：

控制器将张力检测控制结构的采集张力信号进行放大处理，并与设定值进行比较；根据比较结果生产相应的偏差信号，所述偏差信号经过控制运算生成4-20mA的电信号，所述4-20mA的电信号通过转换放大元件生成0-120psi的压力信号，所述气动制动器根据所述压力信号生成相应的扭矩。

上述同步接纸机的张力控制方法还可具有如下特点，

所述张力检测控制结构检测张力操作具体为：

通过连接有第一电阻、第二电阻的第一张力传感器，与连接有第三电阻、第四电阻的第二张力传感器构成的惠斯通电桥实现张力检测操作，所述惠斯通电桥在±2.5V电压下，根据卷材张力的变化带动电桥应变电阻发生相应变化；电阻变化带动电压发生相应变化，发生变化的电压信号经放大校准操作后得出卷材得实际张力值。

本发明上述技术方案具有如下有益效果：

本发明通过根据实时采集切纸刀动作信号来判断切纸动作是否发生的步骤A、当切纸刀发生切断动作时，控制张力检测控制结构输出预设值，气动制动器根据所述预设值输出相应制动扭矩的步骤B、以及当切纸刀未发生切断动作时，控制张力检测控制结构实时采集张力信号与设定值进行比较，根据比较结果控制张力控制器生成相应的输出值，气动制动器根据所述输出值输出相应制动扭矩的步骤C，能够实现输送过程中纸卷的张力稳定以及接纸操作过程中的新纸卷的张力快速稳定。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明提供了一种同步接纸机的张力控制方法，如图1所示，可以包括如下步骤：

步骤A：根据实时采集切纸刀动作信号来判断切纸动作是否发生；

步骤B：当切纸刀发生切断动作时，控制张力检测控制结构输出预设值，气动制动器根据预设值输出相应制动扭矩；当预设值输出到达预设时间时，执行步骤C；

步骤C：当切纸刀未发生切断动作时，控制张力检测控制结构实时采集张力信号与设定值进行比较，根据比较结果控制张力控制器生成相应的输出值，气动制动器根据输出值输出相应制动扭矩；返回步骤A。

其中，步骤B还可以包括：当切纸刀发生切断动作时，气动制动器将制动气压由旧纸卷切换至新纸卷。

其中，步骤C中的张力检测控制结构实时采集张力信号与设定值进行比较，具体为：控制器将张力检测控制结构的采集张力信号进行放大处理，并与设定值进行比较；根据比较结果生产相应的偏差信号，偏差信号经过控制运算生成4-20mA的电信号，4-20mA的电信号通过转换放大元件生成0-120psi的压力信号，气动制动器根据压力信号生成相应的扭矩。

优选地，本发明具体操作中，可以先考虑正常放卷时的张力控制；当接纸操作完成后，一个新纸卷就处于放卷状态，随着放卷的不断进行，纸卷的直径会逐渐减小，在这卷纸即将用完时会再次进行接纸操作更换纸卷。在放卷过程中，要保持纸带张力稳定，不能太松或太紧，太松会跑偏，太紧会拉断，张力的稳定是靠张力控制方法实现的。

首先是张力检测控制机构的检测操作：该机构可以安装在纸张前进方向上的一个平衡支架上，并根据此机构检测的信号判定纸张的松紧度。张力传感器一般成对使用，来自两个张力传感器的张力信号汇合后即代表了卷材张力。每个张力传感器上都有两个相连的应变电阻，两个张力传感器的四个电阻就组成了惠斯通电桥，该电桥工作在±2.5V电压下，根据卷材张力的变化带动电桥应变电阻发生相应变化；电阻变化带动电压发生相应变化，发生变化的电压信号经放大校准操作后得出卷材得实际张力值。

然后是转换操作：将控制器输出的4-20mA信号转换成0-120psi的合适气压值来控制气动制动器。

进而是制动操作：通过制动器将转换器输出的气压值转换成扭矩，从而改变张力，以实现合格的张力输送状态；优选地，在具体操作中，可通过两个制动器相应控制两个纸卷。

其中，上述正常放卷时的张力控制操作又可以包括手动模式操作和自动模式操作；工作在手动模式时，由手动调节旋钮直接控制输出值的大小，输出一个恒定的控制量，随着纸卷半径的减小，每隔一段时间需要手动调小输出值，减小制动力矩，以维持张力的稳定。工作在自动模式时，张力传感器将实际张力反馈给控制器，构成闭环控制；其中，上述控制方法中的闭环控制操作如下所述：

具体为：控制器将设定值和放大处理后的反馈值进行比较，得到的偏差信号经过闭环算法计算，得到输出值，经比例阀转换成制动气压通向制动器，由制动器产生制动力矩来控制纸卷。控制器通过调节输出值来改变制动力矩的大小，使反馈值始终追踪设定值，从而使纸幅实际张力稳定在设定值附近。随着纸卷直径的减小，控制器会自动减小输出值以适应纸卷的变化，使张力维持在稳定的水平。输出的制动气压应该通向正处于放卷状态的纸卷，同时能够实现在接纸后通过气路控制自动转换到另一个正在使用的纸卷。

根据上述力矩关系可知，纸卷在快用完进行接纸时的直径很小，为保持张力不变，此时的制动气压相应地也很小；接纸后，制动气压在气路控制的作用下自动转换到新纸卷制动器上，新纸卷直径相对很大，需要的制动气压相对也很大，此时需要快速将制动气压增大到适应新纸卷的气压值，但是闭环控制器对纸卷直径的突变有一个调节过程，不能快速提高输出值。为此，本发明相应提供了在接纸操作过程中的张力控制方法，接纸操作过程控制方法如下所述：

具体为：通过直接控制张力控制器的输出值为预设值，使其不受闭环调节，再相应设定好进入接纸模式和退出接纸模式的条件，进而实现接纸后新卷张力自动、快速稳定。通过实时采集切纸刀动作信号来判断切纸动作是否发生，若捕捉到切纸刀动作信号，则进入接纸模式，控制器输出值直接突变为预设值，并且延时保持一段时间，使新纸卷张力在预给定气压的作用下快速稳定在设定值附近，延时完成后再转换为之前的闭环控制，由闭环控制器根据张力检测的反馈和设定之差来调节输出值的大小；需要说明的是，具体输送的延时时间，本领域的技术人员可以根据实际情况进行相应设定。

本发明提供的上述同步接纸机的张力控制方法，能够在输送过程中，能够通过根据实时张力值比较生成相应的输出值，气动制动器根据所述输出值输出相应制动扭矩，以实现输送过程中纸卷的张力稳定；能够在接纸操作过程中，通过控制张力检测控制结构输出预设值，同时气动制动器能够根据所述预设值输出相应制动扭矩，以实现新纸卷的张力快速稳定；能够简化实际操作，能够降低人为因素影响，能够有效提高生产效率。

本领域的技术人员应该明白，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种同步接纸机的张力控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：根据实时采集切纸刀动作信号来判断切纸动作是否发生，当发生时执行步骤B，未发生时执行步骤C；

步骤B：控制张力检测控制结构输出预设值，气动制动器根据所述预设值输出相应制动扭矩；当预设值输出到达预设时间时，执行步骤C；

步骤C：控制张力检测控制结构实时采集张力信号与设定值进行比较，根据比较结果控制张力控制器生成相应的输出值，气动制动器根据所述输出值输出相应制动扭矩；返回步骤A；

其中，步骤C中的张力检测控制结构实时采集张力信号与设定值进行比较，具体为：控制器将张力检测控制结构的采集张力信号进行放大处理，并与设定值进行比较；根据比较结果生产相应的偏差信号，所述偏差信号经过控制运算生成4-20mA的电信号，所述4-20mA的电信号通过转换放大元件生成0-120ps i的压力信号，所述气动制动器根据所述压力信号生成相应的扭矩。

2.根据权利要求1所述的同步接纸机的张力控制方法，其特征在于，步骤B还包括：当切纸刀发生切断动作时，所述气动制动器将制动气压由旧纸卷切换至新纸卷。

3.根据权利要求1所述的同步接纸机的张力控制方法，其特征在于，所述张力检测控制结构检测张力操作具体为：

通过连接有第一电阻、第二电阻的第一张力传感器，与连接有第三电阻、第四电阻的第二张力传感器构成的惠斯通电桥实现张力检测操作，所述惠斯通电桥在±2.5V电压下，根据卷材张力的变化带动电桥应变电阻发生相应变化；电阻变化带动电压发生相应变化，发生变化的电压信号经放大校准操作后得出卷材得实际张力值。